(57)【要約】【課題】精度よくかつ早期に、燃焼異常気筒の温度低下異常又は温度上昇異常を区別した検出を行うことができる定置式レシプロエンジンにおける燃焼異常気筒の検出方法を提供すること。【解決手段】各気筒２１〜２６における排気ガスの温度を測定し、各気筒２１〜２６について、判定時点ｔａの温度データＴ(i)ａと過去時点ｔｂの温度データＴ(i)ｂとの差分である温度変化量Ｄ(i)を求める。全気筒２１〜２６のうち温度変化量Ｄ(i)が最も大きい最大変化気筒ｘ１を除いた残りの気筒における温度変化量Ｄ(s)についての分散値Ｂ１である最大除去判定データＢ１と、全気筒２１〜２６のうち温度変化量Ｄ(i)が最も小さい最小変化気筒ｘ２を除いた残りの気筒における温度変化量Ｄ(t)についての分散値Ｂ２である最小除去判定データＢ２とを比較して、最小変化気筒ｘ２にて温度低下異常が発生したか、最大変化気筒ｘ１にて温度上昇異常が発生したかを検出する。【選択図】図１
2005299449.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の気筒を有する定置式レシプロエンジンにおいて、燃焼異常が発生した気筒を検出する方法であって、
温度センサにより上記各気筒から排気される排気ガスの温度をそれぞれ逐次測定して、該測定を行った各気筒毎の排気ガスの温度を各気筒毎に温度データとして保存し、
上記測定を行ったいずれかの時点を判定時点とすると共に該判定時点よりも前のいずれかの時点を過去時点として、上記各気筒について、上記判定時点における上記温度データと上記過去時点における上記温度データとの差分である温度変化量をそれぞれ求め、
全気筒における上記温度変化量について求めた分散値又は標準偏差が所定の異常検出設定範囲を超えたときには、当該判定時点を異常検出時点とし、該異常検出時点において、上記全気筒のうち上記温度変化量が最も大きい気筒を最大変化気筒として、該最大変化気筒を除いた残りの気筒における上記温度変化量について分散値又は標準偏差値を求め、これを最大除去判定データとし、一方、上記全気筒のうち上記温度変化量が最も小さい気筒を最小変化気筒として、該最小変化気筒を除いた残りの気筒における上記温度変化量について分散値又は標準偏差値を求め、これを最小除去判定データとし、
上記最大除去判定データが上記最小除去判定データよりも大きい場合には、上記最小変化気筒において温度が低下する燃焼異常が発生したことを検出し、一方、上記最大除去判定データが上記最小除去判定データよりも小さい場合には、上記最大変化気筒において温度が上昇する燃焼異常が発生したことを検出することを特徴とする定置式レシプロエンジンにおける燃焼異常気筒の検出方法。
【請求項２】
請求項１において、上記異常検出時点は、上記全気筒における上記温度変化量について求めた分散値又は標準偏差が、上記異常検出設定範囲を超え、再び該異常検出設定範囲以下になるまでの間の判定時点のうち、上記分散値又は標準偏差の値が最も大きい判定時点とすることを特徴とする定置式レシプロエンジンにおける燃焼異常気筒の検出方法。
【請求項３】
請求項１又は２において、上記全気筒における上記温度変化量について求めた分散値又は標準偏差が上記異常検出設定範囲を超えたときには、当該分散値又は標準偏差が上記異常検出設定範囲よりも大きい所定のエンジン停止設定値を超えているか否かを判定し、当該分散値又は標準偏差が上記エンジン停止設定値を超えた場合には、上記定置式レシプロエンジンを停止させることを特徴とする定置式レシプロエンジンにおける燃焼異常気筒の検出方法。
【請求項４】
複数の気筒を有する定置式レシプロエンジンにおいて、燃焼異常が発生した気筒を検出する方法であって、
温度センサにより上記各気筒から排気される排気ガスの温度をそれぞれ逐次測定して、該測定を行った各気筒毎の排気ガスの温度を各気筒毎に温度データとして保存し、
上記測定を行ったいずれかの時点を判定時点とすると共に該判定時点よりも前のいずれかの時点を過去時点として、上記各気筒について、上記判定時点における上記温度データと上記過去時点における上記温度データとの差分である温度変化量をそれぞれ求め、
全気筒における上記温度変化量について求めた分散値又は標準偏差が所定の異常検出設定範囲を超えたときには、当該判定時点を異常検出時点とすると共に、該異常検出時点における上記温度変化量を求める際に用いた上記過去時点における上記温度データを、各気筒毎に固定温度データとして記憶し、
上記異常検出時点以降の所定時間内においては、上記温度センサによる測定及び上記各気筒毎における上記温度データの保存を継続し、上記測定を行った各時点を判定時点として、該判定時点における上記温度データと上記固定温度データとの差分である過去固定温度変化量を上記各気筒についてそれぞれ求め、
上記異常検出時点以降の所定時間内における各判定時点のうち、全気筒における上記過去固定温度変化量について求めた分散値又は標準偏差が最大になった判定時点を気筒判別開始時点とし、該気筒判別開始時点において、上記全気筒のうち上記過去固定温度変化量が最も大きい気筒を最大変化修正気筒として、該最大変化修正気筒を除いた残りの気筒における上記過去固定温度変化量について分散値又は標準偏差値を求め、これを最大除去修正判定データとし、一方、上記全気筒のうち上記過去固定温度変化量が最も小さい気筒を最小変化修正気筒として、該最小変化修正気筒を除いた残りの気筒における上記過去固定温度変化量について分散値又は標準偏差値を求め、これを最小除去修正判定データとし、
上記最大除去修正判定データが上記最小除去修正判定データよりも大きい場合には、上記最小変化修正気筒において温度が低下する燃焼異常が発生したことを検出し、一方、上記最大除去修正判定データが上記最小除去修正判定データよりも小さい場合には、上記最大変化修正気筒において温度が上昇する燃焼異常が発生したことを検出することを特徴とする定置式レシプロエンジンにおける燃焼異常気筒の検出方法。
【請求項５】
複数の気筒を有する定置式レシプロエンジンにおいて、燃焼異常が発生した気筒を検出する方法であって、
上記定置式レシプロエンジンは、複数の吸気マニホールドを有してなるＶ型エンジンであり、上記各気筒は、所定数毎に上記各吸気マニホールドに接続されており、
温度センサにより上記各気筒から排気される排気ガスの温度をそれぞれ逐次測定して、該測定を行った各気筒毎の排気ガスの温度を各気筒毎に温度データとして保存し、
上記測定を行ったいずれかの時点を判定時点とすると共に該判定時点よりも前のいずれかの時点を過去時点として、上記各気筒について、上記判定時点における上記温度データと上記過去時点における上記温度データとの差分である温度変化量をそれぞれ求め、
上記各吸気マニホールドにそれぞれ接続された複数の気筒の組を気筒組として、いずれかの該気筒組内の全気筒における上記温度変化量について求めた分散値又は標準偏差が所定の異常検出設定範囲を超えたときには、当該判定時点を異常検出時点とすると共に、上記分散値又は標準偏差が上記異常検出設定範囲を超えた気筒組を異常気筒組とし、
上記異常検出時点において、上記異常気筒組内の全気筒のうち上記温度変化量が最も大きい気筒を最大変化気筒として、該最大変化気筒を除いた残りの気筒における上記温度変化量について分散値又は標準偏差値を求め、これを最大除去判定データとし、一方、上記異常気筒組内の全気筒のうち上記温度変化量が最も小さい気筒を最小変化気筒として、該最小変化気筒を除いた残りの気筒における上記温度変化量について分散値又は標準偏差値を求め、これを最小除去判定データとし、
上記最大除去判定データが上記最小除去判定データよりも大きい場合には、上記最小変化気筒において温度が低下する燃焼異常が発生したことを検出し、一方、上記最大除去判定データが上記最小除去判定データよりも小さい場合には、上記最大変化気筒において温度が上昇する燃焼異常が発生したことを検出することを特徴とする定置式レシプロエンジンにおける燃焼異常気筒の検出方法。
【請求項６】
請求項５において、上記異常検出時点は、上記いずれかの気筒組内の全気筒における上記温度変化量の分散値又は標準偏差が、上記異常検出設定範囲を超え、再び該異常検出設定範囲以下になるまでの間の判定時点のうち、上記分散値又は標準偏差の値が最も大きい判定時点とすることを特徴とする定置式レシプロエンジンにおける燃焼異常気筒の検出方法。
【請求項７】
請求項５又は６において、上記いずれかの気筒組内の全気筒における上記温度変化量の分散値又は標準偏差が上記異常検出設定範囲を超えたときには、当該分散値又は標準偏差が上記異常検出設定範囲よりもさらに大きい所定のエンジン停止設定値を超えているか否かを判定し、当該分散値又は標準偏差が上記エンジン停止設定値を超えた場合には、上記定置式レシプロエンジンを停止させることを特徴とする定置式レシプロエンジンにおける燃焼異常気筒の検出方法。
【請求項８】
複数の気筒を有する定置式レシプロエンジンにおいて、燃焼異常が発生した気筒を検出する方法であって、
上記定置式レシプロエンジンは、複数の吸気マニホールドを有してなるＶ型エンジンであり、上記各気筒は、所定数毎に上記各吸気マニホールドに接続されており、
温度センサにより上記各気筒から排気される排気ガスの温度をそれぞれ逐次測定して、該測定を行った各気筒毎の排気ガスの温度を各気筒毎に温度データとして保存し、
上記測定を行ったいずれかの時点を判定時点とすると共に該判定時点よりも前のいずれかの時点を過去時点として、上記各気筒について、上記判定時点における上記温度データと上記過去時点における上記温度データとの差分である温度変化量をそれぞれ求め、
上記各吸気マニホールドにそれぞれ接続された複数の気筒の組を気筒組として、いずれかの該気筒組内の全気筒における上記温度変化量について求めた分散値又は標準偏差が所定の異常検出設定範囲を超えたときには、当該判定時点を異常検出時点とすると共に、上記分散値又は標準偏差が上記異常検出設定範囲を超えた気筒組を異常気筒組とし、かつ、上記異常検出時点における上記温度変化量を求める際に用いた上記過去時点における上記温度データを、各気筒毎に固定温度データとして記憶し、
上記異常検出時点以降の所定時間内においては、上記温度センサによる測定及び上記各気筒毎における上記温度データの保存を継続し、上記測定を行った各時点を判定時点として、該判定時点における上記温度データと上記固定温度データとの差分である過去固定温度変化量を上記各気筒についてそれぞれ求め、
上記異常検出時点以降の所定時間内における各判定時点のうち、上記異常気筒組内の全気筒における上記過去固定温度変化量について求めた分散値又は標準偏差が最大になった判定時点を気筒判別開始時点とし、該気筒判別開始時点において、上記異常気筒組内の全気筒のうち上記過去固定温度変化量が最も大きい気筒を最大変化修正気筒として、該最大変化修正気筒を除いた残りの気筒における上記過去固定温度変化量について分散値又は標準偏差値を求め、これを最大除去修正判定データとし、一方、上記異常気筒組内の全気筒のうち上記過去固定温度変化量が最も小さい気筒を最小変化修正気筒として、該最小変化修正気筒を除いた残りの気筒における上記過去固定温度変化量について分散値又は標準偏差値を求め、これを最小除去修正判定データとし、
上記最大除去修正判定データが上記最小除去修正判定データよりも大きい場合には、上記最小変化修正気筒において温度が低下する燃焼異常が発生したことを検出し、一方、上記最大除去修正判定データが上記最小除去修正判定データよりも小さい場合には、上記最大変化修正気筒において温度が上昇する燃焼異常が発生したことを検出することを特徴とする定置式レシプロエンジンにおける燃焼異常気筒の検出方法。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか一項において、上記過去時点は、上記判定時点の直前に上記温度センサが測定を行った直前時点よりもさらに前の時点とすることを特徴とする定置式レシプロエンジンにおける燃焼異常気筒の検出方法。
【請求項１０】
複数の気筒を有する定置式レシプロエンジンにおいて、燃焼異常が発生した気筒を検出する方法であって、
温度センサにより上記各気筒から排気される排気ガスの温度をそれぞれ逐次測定して、該測定を行った各気筒毎の排気ガスの温度を各気筒毎に温度データとして保存し、
上記定置式レシプロエンジンに燃焼異常が発生したときには、該燃焼異常の発生時点を異常検出時点とすると共に該異常検出時点よりも前のいずれかの時点を過去時点として、上記各気筒について、上記異常検出時点における上記温度データと上記過去時点における上記温度データとの差分である温度変化量をそれぞれ求め、
上記異常検出時点において、全気筒のうち上記温度変化量が最も大きい気筒を最大変化気筒として、該最大変化気筒を除いた残りの気筒における上記温度変化量について分散値又は標準偏差値を求め、これを最大除去判定データとし、一方、上記全気筒のうち上記温度変化量が最も小さい気筒を最小変化気筒として、該最小変化気筒を除いた残りの気筒における上記温度変化量について分散値又は標準偏差値を求め、これを最小除去判定データとし、
上記最大除去判定データが上記最小除去判定データよりも大きい場合には、上記最小変化気筒において温度が低下する燃焼異常が発生したことを検出し、一方、上記最大除去判定データが上記最小除去判定データよりも小さい場合には、上記最大変化気筒において温度が上昇する燃焼異常が発生したことを検出することを特徴とする定置式レシプロエンジンにおける燃焼異常気筒の検出方法。
【請求項１１】
複数の気筒を有する定置式レシプロエンジンにおいて、燃焼異常が発生した気筒を検出する方法であって、
上記定置式レシプロエンジンは、複数の吸気マニホールドを有してなるＶ型エンジンであり、上記各気筒は、所定数毎に上記各吸気マニホールドに接続されており、
温度センサにより上記各気筒から排気される排気ガスの温度をそれぞれ逐次測定して、該測定を行った各気筒毎の排気ガスの温度を各気筒毎に温度データとして保存し、
上記定置式レシプロエンジンに燃焼異常が発生したときには、該燃焼異常の発生時点を異常検出時点とすると共に該異常検出時点よりも前のいずれかの時点を過去時点として、上記各気筒について、上記異常検出時点における上記温度データと上記過去時点における上記温度データとの差分である温度変化量をそれぞれ求め、
上記異常検出時点において、上記各吸気マニホールドにそれぞれ接続された複数の気筒の組を気筒組として、該各気筒組内の全気筒における上記温度変化量についてそれぞれ分散値又は標準偏差を求め、上記各気筒組のうち上記分散値又は標準偏差が最も大きな気筒組を異常気筒組とし、
該異常気筒組内の全気筒のうち上記温度変化量が最も大きい気筒を最大変化気筒として、該最大変化気筒を除いた残りの気筒における上記温度変化量について分散値又は標準偏差値を求め、これを最大除去判定データとし、一方、上記異常気筒組内の全気筒のうち上記温度変化量が最も小さい気筒を最小変化気筒として、該最小変化気筒を除いた残りの気筒における上記温度変化量について分散値又は標準偏差値を求め、これを最小除去判定データとし、
上記最大除去判定データが上記最小除去判定データよりも大きい場合には、上記最小変化気筒において温度が低下する燃焼異常が発生したことを検出し、一方、上記最大除去判定データが上記最小除去判定データよりも小さい場合には、上記最大変化気筒において温度が上昇する燃焼異常が発生したことを検出することを特徴とする定置式レシプロエンジンにおける燃焼異常気筒の検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の気筒を有する定置式レシプロエンジンにおいて、燃焼異常が発生した気筒を検出する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、コージェネレーションシステムとして、ガスエンジン又はディーゼルエンジン等の据え置きタイプの定置式レシプロエンジンを燃焼運転させ、この燃焼運転による駆動力を利用して発電を行い、かつ上記燃焼運転による冷却水及び排気ガスの排熱を冷暖房機又は給湯器等に利用して、エネルギー効率を向上させる技術が知られている。
そして、上記定置式レシプロエンジンにおけるいずれかの気筒に燃焼異常が発生すると、その出力トルクや出力回転数が変動し、定置式レシプロエンジンが停止したり故障（破損）したりするおそれがあるため、このときには上記気筒の燃焼異常を検出して対処することが必要になる。
【０００３】
そのため、例えば、特許文献１に示されるように、全気筒から排気される排気ガス温度の平均値を算出し、この平均値に対するいずれかの気筒の排気ガス温度の差が、所定の設定値以上になったときに、燃焼異常の発生を検出する方法がある。
また、特許文献２に示されるように、燃焼異常としての失火が発生した気筒を検出するために、排気ガスの温度上昇によって燃焼異常を検出した後、各気筒へ供給する燃料を順次カットし、排気温度が低下した気筒が失火が発生している気筒であると判定する方法もある。
【０００４】
ところで、レシプロエンジンにおける各気筒は、それぞれ同じ条件で燃焼させるよう設定してあっても、気筒毎の個体差、メンテナンスの状態、周囲の環境変動等（レシプロエンジンに加わる負荷、外気温、レシプロエンジンの冷却水温度、空燃比等の変動）に影響されて、各気筒の排気ガス温度にばらつきが生じることがある。
しかしながら、上記特許文献１、２における燃焼異常気筒の検出方法は、いずれも燃焼異常の有無の判定を行う時点における各気筒の排気ガス温度を用いて燃焼異常気筒を検出するものであり、各判定を行う時点における排気ガス温度の絶対値に基づいて燃焼異常気筒を検出するものである。
【０００５】
そして、上記特許文献１の燃焼異常気筒の検出方法においては、上記各気筒の排気ガス温度にばらつきがあったときには、このばらつきによる影響を受けてしまい、燃焼異常気筒の検出精度の向上が困難になっている。また、上記ばらつきによって誤判定が生じてしまうことを防止するために、上記所定の設定値に比較的大きな安全率を設定して余裕を持たせる必要があり、早期に燃焼異常気筒を検出することも困難になっている。
また、上記特許文献２の燃焼異常気筒の検出方法においては、失火が発生した気筒を検出できるものの、例えば、燃焼ガスの吹き抜け（ある気筒における排気弁が閉まらなくなったときに発生する異常）が発生した場合のように、いずれかの気筒に温度が上昇する燃焼異常が発生したときには、これを検出することができない。そのため、温度が低下する燃焼異常及び温度が上昇する燃焼異常のいずれもを検出することができる燃焼異常気筒の検出方法の開発が望まれている。
【０００６】
また、特許文献２の燃焼異常気筒の検出方法は、各気筒毎に燃料の噴射を行うポート（マルチポイント）インジェクション方式のエンジンについて有効な検出方法である。すなわち、定置式のガスエンジン等のように、燃料の噴射量を調節するキャブレターから吸気マニホールドによって各気筒に燃料を供給するキャブレター方式のエンジンにおいては、各気筒の燃料を個別にカットする手段を用いることができず、特許文献２の技術を適用することはできない。
【０００７】
【特許文献１】特開平６−１０７４９号公報
【特許文献２】特開２００１−２０７９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、かかる従来の問題点に鑑みてなされたもので、精度よくかつ早期に燃焼異常気筒を検出することができると共に、この燃焼異常気筒において、温度が低下する燃焼異常が発生したか、又は温度が上昇する燃焼異常が発生したかをも判別し、当該燃焼異常気筒に対して容易に対処することができる定置式レシプロエンジンにおける燃焼異常気筒の検出方法を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
第１の発明は、複数の気筒を有する定置式レシプロエンジンにおいて、燃焼異常が発生した気筒を検出する方法であって、
温度センサにより上記各気筒から排気される排気ガスの温度をそれぞれ逐次測定して、該測定を行った各気筒毎の排気ガスの温度を各気筒毎に温度データとして保存し、
上記測定を行ったいずれかの時点を判定時点とすると共に該判定時点よりも前のいずれかの時点を過去時点として、上記各気筒について、上記判定時点における上記温度データと上記過去時点における上記温度データとの差分である温度変化量をそれぞれ求め、
全気筒における上記温度変化量について求めた分散値又は標準偏差が所定の異常検出設定範囲を超えたときには、当該判定時点を異常検出時点とし、該異常検出時点において、上記全気筒のうち上記温度変化量が最も大きい気筒を最大変化気筒として、該最大変化気筒を除いた残りの気筒における上記温度変化量について分散値又は標準偏差値を求め、これを最大除去判定データとし、一方、上記全気筒のうち上記温度変化量が最も小さい気筒を最小変化気筒として、該最小変化気筒を除いた残りの気筒における上記温度変化量について分散値又は標準偏差値を求め、これを最小除去判定データとし、
上記最大除去判定データが上記最小除去判定データよりも大きい場合には、上記最小変化気筒において温度が低下する燃焼異常が発生したことを検出し、一方、上記最大除去判定データが上記最小除去判定データよりも小さい場合には、上記最大変化気筒において温度が上昇する燃焼異常が発生したことを検出することを特徴とする定置式レシプロエンジンにおける燃焼異常気筒の検出方法にある（請求項１）。
【００１０】
本発明の燃焼異常気筒の検出方法は、上記各気筒毎の排気ガスの温度の経時的変化を監視することによって、上記定置式レシプロエンジンにおいて燃焼異常が発生した気筒の検出を行う。
すなわち、本発明においては、温度センサにより、各気筒から排気される排気ガスの温度をそれぞれ逐次測定し、これを各気筒毎に温度データとして保存する。そして、上記判定時点における温度データと上記過去時点における温度データとの差分である各気筒毎の温度変化量を用いて、燃焼異常が発生している気筒を検出する。
【００１１】
そのため、上記過去時点における各気筒の排気ガスの温度にばらつきが生じていても、このばらつきを生じた状態の過去時点から上記判定時点に至るまでに変化した排気ガスの温度に基づいて、燃焼異常気筒の検出を行うことができる。そのため、この検出は、上記ばらつきによる影響を受けることがほとんどなく、燃焼異常気筒の検出精度を向上させることができる。
また、上記ばらつきによる影響を受けることがほとんどないため、上記所定の異常検出設定範囲に不必要に余裕を持たせなくてもよく、燃焼異常気筒を早期に検出することができる。
【００１２】
また、本発明においては、上記のごとく、全気筒における温度変化量の分散値又は標準偏差を用いて、燃焼異常が発生した気筒を検出する。
すなわち、本発明においては、全気筒において正常燃焼が行われている際の全気筒における温度変化量の分散値又は標準偏差の範囲を、上記所定の異常検出設定範囲として予め求めておく。
【００１３】
そして、判定を行う判定時点における全気筒の温度変化量の分散値又は標準偏差が、上記異常検出設定範囲を超えたときに、当該判定時点を異常検出時点とし、燃焼異常が発生している気筒を検出する。そのため、上記過去時点から上記判定時点に至るまでに変化した各気筒毎の排気ガスの温度の違いを、顕著に検出することができる。そのため、定置式レシプロエンジンにおける燃焼異常気筒の検出精度を一層向上させることができ、かつ一層早期に燃焼異常気筒を検出することができる。
【００１４】
さらに、本発明においては、全気筒のうち温度変化量が最も大きい最大変化気筒、又は全気筒のうち温度変化量が最も小さい最小変化気筒を除いた残りの気筒における温度変化量についての分散値又は標準偏差値を、それぞれ最大除去判定データ又は最小除去判定データとして求めている。そして、これらの大小を比較することにより、燃焼異常気筒において、温度が低下する燃焼異常が発生したのか、又は温度が上昇する燃焼異常が発生したのかをも判別することができる。
そのため、燃焼異常気筒において発生した燃焼異常の種類を特定することが容易になり、この燃焼異常気筒に対して容易に対処することができる。
【００１５】
それ故、本発明の定置式レシプロエンジンにおける燃焼異常気筒の検出方法によれば、精度よくかつ早期に燃焼異常気筒を検出することができると共に、この燃焼異常気筒において、温度が低下する燃焼異常が発生したか、又は温度が上昇する燃焼異常が発生したかをも判別し、当該燃焼異常気筒に対して容易に対処することができる。
【００１６】
第２の発明は、複数の気筒を有する定置式レシプロエンジンにおいて、燃焼異常が発生した気筒を検出する方法であって、
温度センサにより上記各気筒から排気される排気ガスの温度をそれぞれ逐次測定して、該測定を行った各気筒毎の排気ガスの温度を各気筒毎に温度データとして保存し、
上記測定を行ったいずれかの時点を判定時点とすると共に該判定時点よりも前のいずれかの時点を過去時点として、上記各気筒について、上記判定時点における上記温度データと上記過去時点における上記温度データとの差分である温度変化量をそれぞれ求め、
全気筒における上記温度変化量について求めた分散値又は標準偏差が所定の異常検出設定範囲を超えたときには、当該判定時点を異常検出時点とすると共に、該異常検出時点における上記温度変化量を求める際に用いた上記過去時点における上記温度データを、各気筒毎に固定温度データとして記憶し、
上記異常検出時点以降の所定時間内においては、上記温度センサによる測定及び上記各気筒毎における上記温度データの保存を継続し、上記測定を行った各時点を判定時点として、該判定時点における上記温度データと上記固定温度データとの差分である過去固定温度変化量を上記各気筒についてそれぞれ求め、
上記異常検出時点以降の所定時間内における各判定時点のうち、全気筒における上記過去固定温度変化量について求めた分散値又は標準偏差が最大になった判定時点を気筒判別開始時点とし、該気筒判別開始時点において、上記全気筒のうち上記過去固定温度変化量が最も大きい気筒を最大変化修正気筒として、該最大変化修正気筒を除いた残りの気筒における上記過去固定温度変化量について分散値又は標準偏差値を求め、これを最大除去修正判定データとし、一方、上記全気筒のうち上記過去固定温度変化量が最も小さい気筒を最小変化修正気筒として、該最小変化修正気筒を除いた残りの気筒における上記過去固定温度変化量について分散値又は標準偏差値を求め、これを最小除去修正判定データとし、
上記最大除去修正判定データが上記最小除去修正判定データよりも大きい場合には、上記最小変化修正気筒において温度が低下する燃焼異常が発生したことを検出し、一方、上記最大除去修正判定データが上記最小除去修正判定データよりも小さい場合には、上記最大変化修正気筒において温度が上昇する燃焼異常が発生したことを検出することを特徴とする定置式レシプロエンジンにおける燃焼異常気筒の検出方法にある（請求項４）。
【００１７】
本発明の燃焼異常気筒の検出方法もまた、上記各気筒毎の排気ガスの温度の経時的変化を監視することによって、上記定置式レシプロエンジンにおいて燃焼異常が発生した気筒の検出を行う。
そして、この燃焼異常の発生が検出された後に、さらに燃焼異常気筒の検出を継続する際には、燃焼異常状態にある気筒が正常状態に復帰することがある。このとき、正常状態に復帰する気筒における温度変化量は、残りの気筒における温度変化量に比べて大きく異なり、上記全気筒における温度変化量について求めた分散値又は標準偏差が所定の異常検出設定範囲を超えてしまうことがある。そして、この場合には、上記定置式レシプロエンジンにおける燃焼異常気筒の検出方法は誤判定（誤検出）を行ってしまうおそれがある。
【００１８】
そのため、異常検出時点以降の所定時間内においては、燃焼異常気筒を検出する際に用いる過去時点における温度データを、上記固定温度データとして、異常検出時点における温度変化量を求める際に用いた過去時点における温度データに固定する。そして、燃焼異常気筒を検出する際に用いる各気筒についての温度変化量を、燃焼異常気筒の判定を行う判定時点における温度データと上記固定温度データとの差分である過去固定温度変化量としてそれぞれ求める。
【００１９】
その後、各気筒についての温度変化量に代えて、各気筒についての過去固定温度変化量を用いて、上記最大除去修正判定データ及び上記最小除去修正判定データを求め、いずれかの気筒において温度が低下する燃焼異常又は温度が上昇する燃焼異常が発生していないかを検出する。これにより、上記燃焼異常状態から正常状態に復帰するいずれかの気筒によって、燃焼異常気筒の誤判定が行われてしまうことを防止することができる。
その他は、本発明においても上記第１の発明と同様であり、第１の発明と同様の作用効果を得ることができる。
【００２０】
第３の発明は、複数の気筒を有する定置式レシプロエンジンにおいて、燃焼異常が発生した気筒を検出する方法であって、
上記定置式レシプロエンジンは、複数の吸気マニホールドを有してなるＶ型エンジンであり、上記各気筒は、所定数毎に上記各吸気マニホールドに接続されており、
温度センサにより上記各気筒から排気される排気ガスの温度をそれぞれ逐次測定して、該測定を行った各気筒毎の排気ガスの温度を各気筒毎に温度データとして保存し、
上記測定を行ったいずれかの時点を判定時点とすると共に該判定時点よりも前のいずれかの時点を過去時点として、上記各気筒について、上記判定時点における上記温度データと上記過去時点における上記温度データとの差分である温度変化量をそれぞれ求め、
上記各吸気マニホールドにそれぞれ接続された複数の気筒の組を気筒組として、いずれかの該気筒組内の全気筒における上記温度変化量について求めた分散値又は標準偏差が所定の異常検出設定範囲を超えたときには、当該判定時点を異常検出時点とすると共に、上記分散値又は標準偏差が上記異常検出設定範囲を超えた気筒組を異常気筒組とし、
上記異常検出時点において、上記異常気筒組内の全気筒のうち上記温度変化量が最も大きい気筒を最大変化気筒として、該最大変化気筒を除いた残りの気筒における上記温度変化量について分散値又は標準偏差値を求め、これを最大除去判定データとし、一方、上記異常気筒組内の全気筒のうち上記温度変化量が最も小さい気筒を最小変化気筒として、該最小変化気筒を除いた残りの気筒における上記温度変化量について分散値又は標準偏差値を求め、これを最小除去判定データとし、
上記最大除去判定データが上記最小除去判定データよりも大きい場合には、上記最小変化気筒において温度が低下する燃焼異常が発生したことを検出し、一方、上記最大除去判定データが上記最小除去判定データよりも小さい場合には、上記最大変化気筒において温度が上昇する燃焼異常が発生したことを検出することを特徴とする定置式レシプロエンジンにおける燃焼異常気筒の検出方法にある（請求項５）。
【００２１】
本発明の燃焼異常気筒の検出方法もまた、上記各気筒毎の排気ガスの温度の経時的変化を監視することによって、上記定置式レシプロエンジンにおいて燃焼異常が発生した気筒の検出を行う。
そして、本発明においては、複数の吸気マニホールドを有してなるＶ型の定置式レシプロエンジンについて、各吸気マニホールドから各気筒に燃焼用混合気を供給する際に、各吸気マニホールド間に生ずる燃焼用混合気の状態の違いによる影響を受けて各気筒から排気される排気ガスの温度に違いが生じることをも考慮して、定置式レシプロエンジンにおける燃焼異常気筒を検出する。
【００２２】
すなわち、本発明においては、各吸気マニホールドにおける各気筒組毎に、各気筒組内の全気筒における温度変化量の分散値又は標準偏差を求め、この分散値又は標準偏差が上記異常検出設定範囲を超えた気筒組において、燃焼異常気筒の検出を行う。
そのため、上記各吸気マニホールド間における燃焼用混合気の状態に違いが生じた場合でも、これを受けて燃焼異常気筒の誤判定をしてしまうことを防止することができる。そのため、定置式レシプロエンジンにおける燃焼異常気筒の検出精度を一層向上させることができる。
その他は、本発明においても上記第１の発明と同様であり、第１の発明と同様の作用効果を得ることができる。
【００２３】
第４の発明は、複数の気筒を有する定置式レシプロエンジンにおいて、燃焼異常が発生した気筒を検出する方法であって、
上記定置式レシプロエンジンは、複数の吸気マニホールドを有してなるＶ型エンジンであり、上記各気筒は、所定数毎に上記各吸気マニホールドに接続されており、
温度センサにより上記各気筒から排気される排気ガスの温度をそれぞれ逐次測定して、該測定を行った各気筒毎の排気ガスの温度を各気筒毎に温度データとして保存し、
上記測定を行ったいずれかの時点を判定時点とすると共に該判定時点よりも前のいずれかの時点を過去時点として、上記各気筒について、上記判定時点における上記温度データと上記過去時点における上記温度データとの差分である温度変化量をそれぞれ求め、
上記各吸気マニホールドにそれぞれ接続された複数の気筒の組を気筒組として、いずれかの該気筒組内の全気筒における上記温度変化量について求めた分散値又は標準偏差が所定の異常検出設定範囲を超えたときには、当該判定時点を異常検出時点とすると共に、上記分散値又は標準偏差が上記異常検出設定範囲を超えた気筒組を異常気筒組とし、かつ、上記異常検出時点における上記温度変化量を求める際に用いた上記過去時点における上記温度データを、各気筒毎に固定温度データとして記憶し、
上記異常検出時点以降の所定時間内においては、上記温度センサによる測定及び上記各気筒毎における上記温度データの保存を継続し、上記測定を行った各時点を判定時点として、該判定時点における上記温度データと上記固定温度データとの差分である過去固定温度変化量を上記各気筒についてそれぞれ求め、
上記異常検出時点以降の所定時間内における各判定時点のうち、上記異常気筒組内の全気筒における上記過去固定温度変化量について求めた分散値又は標準偏差が最大になった判定時点を気筒判別開始時点とし、該気筒判別開始時点において、上記異常気筒組内の全気筒のうち上記過去固定温度変化量が最も大きい気筒を最大変化修正気筒として、該最大変化修正気筒を除いた残りの気筒における上記過去固定温度変化量について分散値又は標準偏差値を求め、これを最大除去修正判定データとし、一方、上記異常気筒組内の全気筒のうち上記過去固定温度変化量が最も小さい気筒を最小変化修正気筒として、該最小変化修正気筒を除いた残りの気筒における上記過去固定温度変化量について分散値又は標準偏差値を求め、これを最小除去修正判定データとし、
上記最大除去修正判定データが上記最小除去修正判定データよりも大きい場合には、上記最小変化修正気筒において温度が低下する燃焼異常が発生したことを検出し、一方、上記最大除去修正判定データが上記最小除去修正判定データよりも小さい場合には、上記最大変化修正気筒において温度が上昇する燃焼異常が発生したことを検出することを特徴とする定置式レシプロエンジンにおける燃焼異常気筒の検出方法にある（請求項８）。
【００２４】
本発明の燃焼異常気筒の検出方法もまた、上記各気筒毎の排気ガスの温度の経時的変化を監視することによって、上記定置式レシプロエンジンにおいて燃焼異常が発生した気筒の検出を行う。
そして、本発明においては、複数の吸気マニホールドを有してなるＶ型の定置式レシプロエンジンについて、上記第２の発明と同様に、各気筒についての温度変化量に代えて、各気筒についての過去固定温度変化量を用いて、上記最大除去修正判定データ及び上記最小除去修正判定データを求め、いずれかの気筒において温度が低下する燃焼異常又は温度が上昇する燃焼異常が発生していないかを検出する。
【００２５】
そのため、Ｖ型の定置式レシプロエンジンにおいても、上記燃焼異常状態から正常状態に復帰するいずれかの気筒によって、燃焼異常気筒の誤判定が行われてしまうことを防止することができる。
その他は、本発明においても上記第２、第３の発明と同様であり、第２、第３の発明と同様の作用効果を得ることができる。
【００２６】
第５の発明は、複数の気筒を有する定置式レシプロエンジンにおいて、燃焼異常が発生した気筒を検出する方法であって、
温度センサにより上記各気筒から排気される排気ガスの温度をそれぞれ逐次測定して、該測定を行った各気筒毎の排気ガスの温度を各気筒毎に温度データとして保存し、
上記定置式レシプロエンジンに燃焼異常が発生したときには、該燃焼異常の発生時点を異常検出時点とすると共に該異常検出時点よりも前のいずれかの時点を過去時点として、上記各気筒について、上記異常検出時点における上記温度データと上記過去時点における上記温度データとの差分である温度変化量をそれぞれ求め、
上記異常検出時点において、全気筒のうち上記温度変化量が最も大きい気筒を最大変化気筒として、該最大変化気筒を除いた残りの気筒における上記温度変化量について分散値又は標準偏差値を求め、これを最大除去判定データとし、一方、上記全気筒のうち上記温度変化量が最も小さい気筒を最小変化気筒として、該最小変化気筒を除いた残りの気筒における上記温度変化量について分散値又は標準偏差値を求め、これを最小除去判定データとし、
上記最大除去判定データが上記最小除去判定データよりも大きい場合には、上記最小変化気筒において温度が低下する燃焼異常が発生したことを検出し、一方、上記最大除去判定データが上記最小除去判定データよりも小さい場合には、上記最大変化気筒において温度が上昇する燃焼異常が発生したことを検出することを特徴とする定置式レシプロエンジンにおける燃焼異常気筒の検出方法にある（請求項１０）。
【００２７】
本発明の燃焼異常気筒の検出方法もまた、上記各気筒毎の排気ガスの温度の経時的変化を監視することによって、上記定置式レシプロエンジンにおいて燃焼異常が発生した気筒の検出を行う。
そして、本発明においては、何らかの手段により、定置式レシプロエンジンにおいて、燃焼異常が発生していることが検出されたときに、上記排気ガス温度の測定、上記各気筒における温度変化量の算出、及び上記燃焼異常気筒の温度低下異常又は温度上昇異常を区別した検出を行うことができる。
その他は、本発明においても上記第１の発明と同様であり、第１の発明と同様の作用効果を得ることができる。
【００２８】
第６の発明は、複数の気筒を有する定置式レシプロエンジンにおいて、燃焼異常が発生した気筒を検出する方法であって、
上記定置式レシプロエンジンは、複数の吸気マニホールドを有してなるＶ型エンジンであり、上記各気筒は、所定数毎に上記各吸気マニホールドに接続されており、
温度センサにより上記各気筒から排気される排気ガスの温度をそれぞれ逐次測定して、該測定を行った各気筒毎の排気ガスの温度を各気筒毎に温度データとして保存し、
上記定置式レシプロエンジンに燃焼異常が発生したときには、該燃焼異常の発生時点を異常検出時点とすると共に該異常検出時点よりも前のいずれかの時点を過去時点として、上記各気筒について、上記異常検出時点における上記温度データと上記過去時点における上記温度データとの差分である温度変化量をそれぞれ求め、
上記異常検出時点において、上記各吸気マニホールドにそれぞれ接続された複数の気筒の組を気筒組として、該各気筒組内の全気筒における上記温度変化量についてそれぞれ分散値又は標準偏差を求め、上記各気筒組のうち上記分散値又は標準偏差が最も大きな気筒組を異常気筒組とし、
該異常気筒組内の全気筒のうち上記温度変化量が最も大きい気筒を最大変化気筒として、該最大変化気筒を除いた残りの気筒における上記温度変化量について分散値又は標準偏差値を求め、これを最大除去判定データとし、一方、上記異常気筒組内の全気筒のうち上記温度変化量が最も小さい気筒を最小変化気筒として、該最小変化気筒を除いた残りの気筒における上記温度変化量について分散値又は標準偏差値を求め、これを最小除去判定データとし、
上記最大除去判定データが上記最小除去判定データよりも大きい場合には、上記最小変化気筒において温度が低下する燃焼異常が発生したことを検出し、一方、上記最大除去判定データが上記最小除去判定データよりも小さい場合には、上記最大変化気筒において温度が上昇する燃焼異常が発生したことを検出することを特徴とする定置式レシプロエンジンにおける燃焼異常気筒の検出方法にある（請求項１１）。
【００２９】
本発明の燃焼異常気筒の検出方法もまた、上記各気筒毎の排気ガスの温度の経時的変化を監視することによって、上記複数の吸気マニホールドを有してなるＶ型の定置式レシプロエンジンにおいて燃焼異常が発生した気筒の検出を行う。
そして、本発明においては、何らかの手段により、定置式レシプロエンジンにおいて、燃焼異常が発生していることが検出されたときに、上記排気ガス温度の測定、上記各気筒における温度変化量の算出、及び上記燃焼異常気筒の温度低下異常又は温度上昇異常を区別した検出を行うことができる。
その他は、本発明においても上記第３の発明と同様であり、第３の発明と同様の作用効果を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
上述した本発明における好ましい実施の形態につき説明する。
上記第１〜第４の発明において、上記排気ガス温度の測定、上記各気筒における温度変化量の算出及び全気筒における分散値又は標準偏差が上記異常検出設定範囲を超えているか否かの判定は、定置式レシプロエンジンの運転を開始した後、所定のサンプリングタイムで継続して行うことができる。
また、上記第５、第６の発明において、定置式レシプロエンジンにおける燃焼異常の発生は、定置式レシプロエンジンにおいて、クランク軸における角速度変動、排気圧力の脈動、軸出力の変動、排気ガス触媒の温度上昇等を利用して、検出することができる。
【００３１】
上記第１〜第６の発明において、上記定置式レシプロエンジンとは、自動車等の移動を目的とした乗物に使用するレシプロエンジンではなく、使用場所に据え置いて使用するレシプロエンジンのことをいう。この定置式レシプロエンジンとしては、例えば、コンプレッサ又は発電機の駆動を行うものがあり、また、ヒートポンプの動力として用いるもの等もある。また、定置式レシプロエンジンは、コージェネレーションシステムに用いることもできる。
【００３２】
また、上記定置式レシプロエンジンとしては、例えば、定置式ガスエンジン又は定置式ディーゼルエンジン等がある。また、定置式レシプロエンジンの気筒数は、２気筒以上にすることができ、例えば、４気筒、６気筒、８気筒、１０気筒又は１２気筒とすることができる。
また、上記第１、第２、第５の発明において、定置式レシプロエンジンとしては、直列エンジン又はＶ型エンジン等のいずれのタイプのものも用いることができる。
【００３３】
また、上記第１、第２の発明において、上記全気筒における温度変化量の分散値は、上記各気筒毎に上記温度変化量を二乗したものの全気筒分の総和から、上記温度変化量の全気筒分の総和を二乗したものを差し引いた分散データに基づいて算出することができる。
そして、気筒数をnとし、各気筒における温度変化量をＤ(i)としたときには、上記分散データは、nΣＤ(i)2−｛ΣＤ(i)｝2；（i=1〜n）に基づいて求めることができる。
【００３４】
また、上記第３、第４の発明において、上記各気筒組内の全気筒における温度変化量の分散値もまた、上記と同様に分散データに基づいて算出することができる。そして、各気筒組内の気筒数をmとし、各気筒組内の各気筒における温度変化量をＤ(i)としたときには、上記各気筒組毎の分散データは、mΣＤ(i)2−｛ΣＤ(i)｝2；（i=1〜m）に基づいて求めることができる。
【００３５】
また、上記分散値は、上記各気筒毎の上記温度変化量から全気筒における温度変化量の平均値を差し引いたものの二乗の全気筒分の総和としての分散データに基づいて算出することもできる。そして、気筒数をnとし、各気筒における温度変化量をＤ(i)とし、全気筒における温度変化量の平均値をＤxとしたときには、分散データＢは、Σ｛Ｄ(i)−Ｄx｝2；（i＝1〜n）に基づいて求めることもできる。また、このことは、上記各気筒組内の全気筒における温度変化量の分散値についても同様である。
なお、上記標準偏差は、上記分散データの平方根に基づいて算出することができる。
また、上記分散値又は標準偏差を算出する方法は、上記第１〜第６の発明において、上記最大除去判定データもしくは上記最小除去判定データ、又は上記最大除去修正判定データもしくは上記最小除去修正判定データを求める場合についても同様である。
【００３６】
また、上記第１の発明においては、上記異常検出時点は、上記全気筒における上記温度変化量について求めた分散値又は標準偏差が、上記異常検出設定範囲を超え、再び該異常検出設定範囲以下になるまでの間の判定時点のうち、上記分散値又は標準偏差の値が最も大きい判定時点とすることが好ましい（請求項２）。
また、上記第３の発明においては、上記異常検出時点は、上記いずれかの気筒組内の全気筒における上記温度変化量の分散値又は標準偏差が、上記異常検出設定範囲を超え、再び該異常検出設定範囲以下になるまでの間の判定時点のうち、上記分散値又は標準偏差の値が最も大きい判定時点とすることが好ましい（請求項６）。
【００３７】
これらの場合には、定置式レシプロエンジンにおいて、いずれかの気筒に燃焼異常が発生し、この燃焼異常が最も顕著に現れた判定時点を用いて、燃焼異常気筒の温度低下異常又は温度上昇異常を区別した検出を行うことができる。そのため、燃焼異常気筒の検出、並びに燃焼異常気筒に発生した燃焼異常が、温度低下異常であるか又は温度上昇異常であるかの特定を一層正確に行うことができる。
【００３８】
また、上記第１の発明においては、上記全気筒における上記温度変化量について求めた分散値又は標準偏差が上記異常検出設定範囲を超えたときには、当該分散値又は標準偏差が上記異常検出設定範囲よりも大きい所定のエンジン停止設定値を超えているか否かを判定し、当該分散値又は標準偏差が上記エンジン停止設定値を超えた場合には、上記定置式レシプロエンジンを停止させることが好ましい（請求項３）。
また、上記第３の発明においては、上記いずれかの気筒組内の全気筒における上記温度変化量の分散値又は標準偏差が上記異常検出設定範囲を超えたときには、当該分散値又は標準偏差が上記異常検出設定範囲よりもさらに大きい所定のエンジン停止設定値を超えているか否かを判定し、当該分散値又は標準偏差が上記エンジン停止設定値を超えた場合には、上記定置式レシプロエンジンを停止させることが好ましい（請求項７）。
【００３９】
これらの場合には、上記異常検出設定範囲よりも大きいエンジン停止設定値を予め設定しておき、いずれかの気筒において発生した燃焼異常により、上記排気ガス温度の低下又は上昇が著しく大きいと考えられるときには、定置式レシプロエンジンの運転を停止して、これを保護することができる。
【００４０】
また、上記第１〜第４の発明において、上記過去時点は、上記判定時点の直前に上記温度センサが測定を行った直前時点よりもさらに前の時点とすることが好ましい（請求項９）。
この場合には、上記温度センサが逐次測定を行う時間間隔を短くして一層早期な燃焼異常気筒の検出を実現すると共に、上記燃焼異常気筒の検出に使用する過去時点を、上記判定時点の直前ではなくさらに過去に遡った時点にして、上記温度変化量が顕著に現れるようにすることができる。そのため、燃焼異常気筒の検出精度を一層向上させることができ、一層早期にこの燃焼異常気筒を検出することができる。
【実施例】
【００４１】
以下に、本発明の定置式レシプロエンジンにおける燃焼異常気筒の検出方法にかかる実施例につき、図面と共に説明する。
（実施例１）
図１〜図３に示すごとく、本例の定置式レシプロエンジン２の燃焼異常気筒の検出方法は、複数の気筒２１〜２６を有する定置式レシプロエンジン２の燃焼運転中に、燃焼異常が発生した気筒２１〜２６を検出する方法である。
すなわち、本例の燃焼異常気筒の検出方法においては、まず、温度センサ２７により上記各気筒２１〜２６から排気される排気ガスの温度をそれぞれ逐次測定し、この測定を行った各気筒２１〜２６毎の排気ガスの温度を各気筒２１〜２６毎に温度データＴ(i)（i=1〜6）として保存する。
【００４２】
次いで、上記測定を行ったいずれかの時点を判定時点ｔａとすると共にこの判定時点ｔａよりも前のいずれかの時点を過去時点ｔｂとして、上記各気筒２１〜２６について、上記判定時点ｔａにおける温度データＴ(i)ａと上記過去時点ｔｂにおける温度データＴ(i)ｂとの差分である温度変化量Ｄ(i)をそれぞれ求める。
そして、全気筒２１〜２６における温度変化量Ｄ(i)について求めた分散値Ｂが所定の異常検出設定範囲Ａを超えたときには、当該判定時点ｔａを異常検出時点とする。
【００４３】
次いで、この異常検出時点において、全気筒２１〜２６のうち温度変化量Ｄ(i)が最も大きい気筒を最大変化気筒ｘ１として、この最大変化気筒ｘ１を除いた残りの気筒における温度変化量Ｄ(s)について分散値Ｂ１を求め、これを最大除去判定データＢ１とする。
一方、上記全気筒２１〜２６のうち温度変化量Ｄ(i)が最も小さい気筒を最小変化気筒ｘ２として、この最小変化気筒ｘ２を除いた残りの気筒における温度変化量Ｄ(t)について分散値Ｂ２を求め、これを最小除去判定データＢ２とする。
【００４４】
そして、最大除去判定データＢ１が最小除去判定データＢ２よりも大きい場合には、最小変化気筒ｘ２において温度が低下する燃焼異常が発生したことを検出する。
一方、最大除去判定データＢ１が最小除去判定データＢ２よりも小さい場合には、最大変化気筒ｘ１において温度が上昇する燃焼異常が発生したことを検出する。
以下に、これを詳説する。
【００４５】
本例の燃焼異常気筒の検出方法は、図３に示すごとく、定置式レシプロエンジン２の燃焼運転による駆動力を利用して発電機３を作動させると共に、上記燃焼運転の際に生じた冷却水及び排気ガスを冷暖房装置又は給湯器等である排熱利用手段４に利用するコージェネレーションシステム１において用いる。
【００４６】
すなわち、このコージェネレーションシステム１は、上記定置式レシプロエンジン２、発電機３及び排熱利用手段４を有し、かつ、温度センサ２７により測定した排気ガスの温度を利用して燃焼異常気筒の検出を行うための制御手段５を有している。
上記温度センサ２７は、定置式レシプロエンジン２における複数の気筒２１〜２６の排気口にそれぞれ配設されており、各気筒２１〜２６の排気口を通過する排気ガスの温度をそれぞれ測定することができる。
【００４７】
また、本例の定置式レシプロエンジン２は、空気と燃料ガスとを混合した燃焼用混合気を各気筒２１〜２６に供給する吸気マニホールド（図示略）を有している。この定置式レシプロエンジン２は、複数の気筒を直列に配列してなる直列エンジンであり、本例では、１つの吸気マニホールドに対して直列に６つの気筒２１〜２６を接続してなる。また、本例の定置式レシプロエンジン２は、都市ガス（１３Ａ等）を利用して燃焼運転を行うガスエンジンである。
【００４８】
また、図３に示すごとく、上記制御手段５は、燃焼異常が発生したと検出した気筒２１〜２６の気筒番号を表示すると共に、この燃焼異常が温度が低下する温度低下異常なのか、又は温度が上昇する温度上昇異常なのかを表示する表示手段５１を備えている。この表示手段５１は、ディスプレイ又はランプ等とすることができる。
また、制御手段５は、全気筒２１〜２６における温度変化量Ｄ(i)について求めた分散値Ｂが、上記異常検出設定範囲Ａを超えたときに、定置式レシプロエンジン２において燃焼異常が発生していることを知らせるための発報手段５２を備えている。この発報手段５２は、燃焼異常を知らせるためのブザーによる警報とすることができ、また、ディスプレイによる異常表示、異常表示ランプの点灯等による異常表示とすることもできる。
【００４９】
また、各温度センサ２７によって逐次測定を行う時間間隔（サンプリングタイム）は、０．１〜１２０[秒]のうちで任意に選択した時間とすることができる。また、これに合わせて、上記過去時点ｔｂは、判定時点ｔａから０．１〜１２０[秒]前のうちで任意に選択した時点とすることができる。また、本例の過去時点ｔｂは、上記判定時点ｔａの直前に温度センサ２７が測定を行った直前時点よりもさらに前の時点とした。
このように、サンプリングタイムを短くして早い時期に燃焼異常気筒の検出を可能にすると共に、異常判定に使用する過去時点ｔｂを判定時点ｔａの直前ではなく、さらに過去に遡った時点とすることにより、上記各気筒２１〜２６の温度変化量Ｄ(i)の違いが顕著に現れるようにすることができる。
【００５０】
本例の燃焼異常気筒の検出方法は、定置式レシプロエンジン２における各気筒２１〜２６毎の排気ガスの温度の経時的変化を監視することによって、定置式レシプロエンジン２において燃焼異常が発生した気筒の検出を行う。
以下に、図１、図２のフローチャートを用いて、定置式レシプロエンジン２において、燃焼異常が発生した気筒を検出する方法につき詳説する。
【００５１】
定置式レシプロエンジン２の燃焼運転を行う前には、予め、全気筒２１〜２６において正常燃焼が行われている際の全気筒２１〜２６における温度変化量Ｄ(i)の分散値Ｂの範囲を測定する。そして、本例では、上記正常燃焼が行われている際の分散値Ｂの範囲に、若干の安全率を掛けて求めた範囲を、上記所定の異常検出設定範囲Ａとした。具体的には、本例の所定の異常検出設定範囲Ａは、Ａ＝０〜３として制御手段５に設定した。
【００５２】
そして、図１に示すごとく、定置式レシプロエンジン２を燃焼運転させて、コージェネレーションシステム１の運転を開始する。そして、ステップＳ１０１において、温度測定演算ルーチンを実行する（図２参照）。
次いで、図２の温度測定演算ルーチンにおけるステップＳ２０１において、制御手段５は、定置式レシプロエンジン２における各気筒２１〜２６から排気された排気ガスの温度を、各気筒２１〜２６に設けた温度センサ２７によってそれぞれ測定する。そして、Ｓ２０２において、制御手段５は、測定を行った各気筒２１〜２６の排気ガスの温度を、各気筒２１〜２６毎に温度データＴ(i)（i=1〜6）として保存する。
【００５３】
次いで、制御手段５は、Ｓ２０３において、上記各気筒２１〜２６について、上記判定時点ｔａとしての現時点ｔａにおける温度データＴ(i)ａと、上記過去時点ｔｂにおける温度データＴ(i)ｂとの差分である温度変化量Ｄ(i)をそれぞれ求める。
そして、Ｓ２０４において、現時点ｔａにおける全気筒２１〜２６の温度変化量Ｄ(i)の分散値Ｂを求める。
【００５４】
次いで、図１のＳ１０２において、上記分散値Ｂが、上記正常と判定されるための異常検出設定範囲Ａを超えているか否かを判別する。そして、Ｓ１０２における判別がＹｅｓになるまで、Ｓ１０１及びＳ１０２を繰り返し、Ｓ１０２における判別がＹｅｓになったときには、現時点ｔａにおける分散値Ｂが異常検出設定範囲Ａを超えているとして、制御手段５は定置式レシプロエンジン２の燃焼異常を検出する。
次いで、Ｓ１０３において、現時点ｔａにおける分散値Ｂが、最大分散値Ｂｍａｘよりも大きいか否かを判別する。この最大分散値Ｂｍａｘは、初期値は異常検出設定範囲Ａとしておく。
【００５５】
そして、Ｓ１０３の判別がＹｅｓのときには、Ｓ１０４において、現時点ｔａにおける分散値Ｂを最大分散値Ｂｍａｘとし、この最大分散値Ｂｍａｘを有する時点が制御手段５に記憶される。一方、Ｓ１０３の判別がＮｏのときには、最大分散値Ｂｍａｘの値をそのまま維持する。
次いで、Ｓ１０５において、次のサンプリング時に再び各気筒２１〜２６における排気ガスの温度の測定を行い、当該サンプリング時を判定時点ｔａとしての現時点ｔａとして、再び現時点ｔａにおける分散値Ｂを算出する。
【００５６】
そして、Ｓ１０６において、現時点ｔａにおける分散値Ｂが異常検出設定範囲Ａよりも小さくなったか否かを判別する。
こうして、Ｓ１０６の判別がＹｅｓになるまで、すなわち現時点ｔａにおける分散値Ｂが異常検出設定範囲Ａよりも小さくなるまでＳ１０３〜Ｓ１０６を繰り返す。そして、分散値Ｂが異常検出設定範囲Ａを超えてから再び異常検出設定範囲Ａ未満に戻るまでの各時点における分散値Ｂのうち、最も大きい分散値Ｂの値が最大分散値Ｂｍａｘとされ、この最大分散値Ｂｍａｘを有する時点が、燃焼異常気筒を判別する異常検出時点とされる。
【００５７】
次いで、Ｓ１０７において、最大除去判定データＢ１及び最小除去判定データＢ２を算出する。すなわち、制御手段５は、異常検出時点において、全気筒２１〜２６のうち温度変化量Ｄ(i)が最も大きい気筒を最大変化気筒ｘ１として、この最大変化気筒ｘ１を除いた残りの気筒における温度変化量Ｄ(s)について分散値Ｂ１を求め、これを最大除去判定データＢ１とする。
一方、制御手段５は、全気筒２１〜２６のうち温度変化量Ｄ(i)が最も小さい気筒を最小変化気筒ｘ２として、この最小変化気筒ｘ２を除いた残りの気筒における温度変化量Ｄ(t)について分散値Ｂ２を求め、これを最小除去判定データＢ２とする。
【００５８】
次いで、Ｓ１０８において、最大除去判定データＢ１が最小除去判定データＢ２よりも大きいか否かを判別する。
そして、Ｓ１０８の判別がＹｅｓの場合、すなわち最大除去判定データＢ１が最小除去判定データＢ２よりも大きい場合には、Ｓ１０９において、制御手段５は、上記最小変化気筒ｘ２において温度が低下する燃焼異常が発生したことを検出する。
一方、Ｓ１０８の判別がＮｏの場合、すなわち最大除去判定データＢ１が最小除去判定データＢ２よりも小さい場合には、Ｓ１１０において、制御手段５は、上記最大変化気筒ｘ１において温度が上昇する燃焼異常が発生したことを検出する。
【００５９】
以降は、上記Ｓ１０１及びＳ１０２を適宜繰り返して行い、再び全気筒２１〜２６における分散値Ｂが異常検出設定範囲Ａを超えたときには、何度でも燃焼異常気筒を検出し、この燃焼異常気筒が温度低下異常を発生しているのか、又は温度上昇異常を発生しているのかを判別することができる。
【００６０】
また、図示は省略するが、上記全気筒２１〜２６における温度変化量Ｄ(i)について求めた分散値Ｂが上記異常検出設定範囲Ａを超えたときには、当該分散値Ｂが異常検出設定範囲Ａよりもさらに大きい所定のエンジン停止設定値Ａ’を超えているか否かを判定し、当該分散値Ｂがエンジン停止設定値Ａ’を超えた場合には、定置式レシプロエンジン２を停止させることができる。
この場合には、異常検出設定範囲Ａよりも大きいエンジン停止設定値Ａ’を予め制御手段５内に設定しておき、いずれかの気筒において発生した燃焼異常により、各気筒２１〜２６における排気ガス温度Ｔ(i)の低下又は上昇が著しく大きいと考えられるときには、定置式レシプロエンジン２の運転を停止して、これを保護することができる。
【００６１】
以下に、上記各気筒２１〜２６毎に温度変化量Ｄ(i)を求め、全気筒２１〜２６における温度変化量Ｄ(i)の分散値Ｂを求める際に使用した式を示す。
表１は、本例の定置式レシプロエンジン２における気筒は６つあり、判定時点ｔａにおける各温度データＴ(i)ａをＴ(1)ａ〜Ｔ(6)ａとし、過去時点ｔｂにおける各温度データＴ(i)ｂをＴ(1)ｂ〜Ｔ(6)ｂとして、各温度変化量Ｄ(i)をＤ(1)〜Ｄ(6)として求めることを示すものである。また、各温度変化量Ｄ(i)は、Ｄ(i)＝Ｔ(i)ａ−Ｔ(i)ｂ（i=1〜6）として求められる。
また、全気筒２１〜２６における分散値Ｂは数１によって求めることができる。ここで、ｉは第１〜第６気筒２１〜２６のいずれかを示し、ｎは気筒数（本例では６）を示している。なお、分散値Ｂに代えて、数２に示すように標準偏差Ｆを用いることもできる。
【００６２】
【表１】
2005299449.tif 000003
【００６３】
【数１】
2005299449.tif 000004
【００６４】
【数２】
2005299449.tif 000005
【００６５】
【数３】
2005299449.tif 000006
【００６６】
【数４】
2005299449.tif 000007
【００６７】
なお、上記全気筒２１〜２６における分散値Ｂは、数３、数４によって求めることもできる。ここで、Ｄｘは、上記判定時点ｔａにおける全気筒２１〜２６の温度変化量Ｄ(i)の平均値を示す。また、この場合においても、分散値Ｂに代えて、数５に示したように標準偏差Ｆを用いることもできる。
【００６８】
【数５】
2005299449.tif 000008
【００６９】
また、上記最大除去判別データ（最大変化気筒ｘ１を除いて求めた分散値）Ｂ１は、数６によって求めることができる。ここで、ｓは、全気筒２１〜２６から最大変化気筒ｘ１を除いた第１〜第６気筒２１〜２６のうちいずれか５気筒を示し、ｍは、全気筒２１〜２６から１気筒を差し引いた気筒数（本例では５）を示している。
【００７０】
【数６】
2005299449.tif 000009
【００７１】
また、上記最小除去判別データ（最小変化気筒ｘ２を除いて求めた分散値）Ｂ２は、数７によって求めることができる。ここで、ｔは、全気筒２１〜２６から最小変化気筒ｘ２を除いた第１〜第６気筒２１〜２６のうちいずれか５気筒を示し、ｍは、全気筒２１〜２６から１気筒を差し引いた気筒数（本例では５）を示している。
なお、最大除去判別データＢ１及び最小除去判別データＢ２を求める場合においても、分散値Ｂ１、Ｂ２に代えて、数２と同様の数式による標準偏差Ｆ１、Ｆ２を用いることもでき、数３〜数５と同様の数式を用いることもできる。
【００７２】
【数７】
2005299449.tif 000010
【００７３】
（確認試験）
また、本例においては、上記燃焼異常気筒の検出方法における優れた作用効果を確認するための確認試験を行った。
この確認試験においては、各気筒２１〜２６における排気ガスの温度の変動があまりなく、ほぼ所定の温度に近づいた定常状態（図４、図５参照）、各気筒２１〜２６における燃焼量（出力、負荷）を増加させている温度上昇状態（図６参照）又は各気筒２１〜２６における燃焼量を減少させている温度減少状態（図７参照）の各状態について、燃焼異常気筒の温度低下異常又は温度上昇異常を区別した検出を行った。
【００７４】
（定常状態の事例１）
図４は、横軸に時間ｔ[秒]をとり、縦軸に各気筒２１〜２６の排気ガスの温度及び全気筒２１〜２６における温度変化量Ｄ(i)について求めた分散値Ｂをとったグラフであり、上記定常状態において燃焼異常が発生したときの分散値Ｂの変化を示す。
そして、表２に、本事例において、上記各気筒２１〜２６毎に温度変化量Ｄ(i)を求めると共に全気筒２１〜２６における温度変化量Ｄ(i)の分散値Ｂを求めた結果の一部を示す。同表は、時間ｔの経過が５[秒]の時点から１１．５[秒]の時点までの各時点における各気筒２１〜２６の温度データＴ(i)、温度変化量Ｄ(i)及び分散値Ｂを示す。
【００７５】
【表２】
2005299449.tif 000011
【００７６】
また、本事例において、サンプリングタイムは０．５[秒]とし、上記分散値Ｂを求める演算間隔は５[秒]とし、また、異常検出設定範囲Ａは０〜３とした。同表において、時間ｔが１０[秒]の時点における分散値Ｂが３．４０であり、異常検出設定範囲Ａである０〜３を超えており、本事例での異常検出時点は１０[秒]の時点と検出された。
【００７７】
そして、１０[秒]の時点において、全気筒２１〜２６のうち温度変化量Ｄ(i)が最も大きい最大変化気筒ｘ１は第３気筒２３であり、その温度変化量Ｄ(i)の値は１．８０であった。一方、全気筒２１〜２６のうち温度変化量Ｄ(i)が最も小さい最小変化気筒ｘ２は第４気筒２４であり、その温度変化量Ｄ(i)の値は−３．７５であった。
そして、第３気筒２３を除いた残りの５気筒２１、２２、２４〜２６における温度変化量Ｄ(s)についての分散値Ｂ１を、最大除去判定データＢ１として求めたところ、Ｂ１＝３．４１であった。一方、第４気筒２４を除いた残りの５気筒２１〜２３、２５、２６における温度変化量Ｄ(t)についての分散値Ｂ２を、最小除去判定データＢ２として求めたところ、Ｂ２＝０．４８であった。
【００７８】
この結果より、最大除去判定データＢ１が最小除去判定データＢ２よりも大きいことがわかり、本事例では、最小変化気筒ｘ２である第４気筒２４において、温度低下異常が発生したことが検出できた。また、この温度低下異常は、第４気筒２４において失火が発生したことにより起こったものと判定することができた。
【００７９】
（定常状態の事例２）
図５は、横軸に時間ｔ[分]をとり、縦軸に各気筒２１〜２６の排気ガスの温度及び全気筒２１〜２６における温度変化量Ｄ(i)について求めた分散値Ｂをとったグラフであり、定常状態において燃焼異常が発生したときの分散値Ｂの変化を示す。
そして、表３に、本事例において、上記各気筒２１〜２６毎に温度変化量Ｄ(i)を求めると共に全気筒２１〜２６における温度変化量Ｄ(i)の分散値Ｂを求めた結果の一部を示す。同表は、時間ｔの経過が５[分]の時点から１５[分]の時点までの各時点における各気筒２１〜２６の温度データＴ(i)、温度変化量Ｄ(i)及び分散値Ｂを示す。
【００８０】
【表３】
2005299449.tif 000012
【００８１】
また、本事例において、サンプリングタイム及び上記分散値Ｂを求める演算間隔はいずれも１[分]とし、また、異常検出設定範囲Ａは０〜３とした。同表において、時間ｔが１０[分]の時点における分散値Ｂが７５．９９であり、また、１１[分]の時点における分散値Ｂが３．１１であり、これらが異常検出設定範囲Ａである０〜３を超えている。そして、これらの分散値Ｂのうち最大分散値Ｂｍａｘは、７５．９９であり、本事例における異常検出時点は１０[分]の時点と検出された。
【００８２】
そして、１０[分]の時点において、全気筒２１〜２６のうち温度変化量Ｄ(i)が最も大きい最大変化気筒ｘ１は第３気筒２３であり、その温度変化量Ｄ(i)の値は２５．１０であった。一方、全気筒２１〜２６のうち温度変化量Ｄ(i)が最も小さい最小変化気筒ｘ２は第１気筒２１及び第２気筒２２であり、その温度変化量Ｄ(i)の値は１．００であった。
そして、第３気筒２３を除いた残りの５気筒２１、２２、２４〜２６における温度変化量Ｄ(s)についての分散値Ｂ１を、最大除去判定データＢ１として求めたところ、Ｂ１＝０．５５であった。一方、第１気筒２１を除いた残りの５気筒２２〜２６における温度変化量Ｄ(t)についての分散値Ｂ２を、最小除去判定データＢ２として求めたところ、Ｂ２＝８５．９６であった。
【００８３】
この結果より、最大除去判定データＢ１が最小除去判定データＢ２よりも小さいことがわかり、本事例では、最大変化気筒ｘ１である第３気筒２３において、温度上昇異常が発生したことが検出できた。また、この温度上昇異常は、第３気筒２３において燃焼ガスの吹き抜け（当該気筒における排気弁が閉まらなくなったときに発生する異常）が発生したことにより起こったものと判定することができた。
【００８４】
また、本事例のように最小変化気筒ｘ２（本事例では第１気筒２１と第２気筒２２）が２つある場合には、最小除去判定データＢ２は、２つの最小変化気筒ｘ２のいずれか（本事例では第１気筒２１）を除いた残りの５気筒における温度変化量Ｄ(t)を用いて求めることができる。このことは、最大除去判定データＢ１の場合についても同様である。なお、複数の気筒において同時に燃焼異常が発生する場合は少ないため、温度変化量Ｄ(i)が互いに同じである複数の気筒は、燃焼異常気筒ではないことが推測される。
【００８５】
（温度上昇状態の事例３）
また、図６は、横軸に時間ｔ[秒]をとり、縦軸に各気筒２１〜２６の排気ガスの温度及び全気筒２１〜２６における温度変化量Ｄ(i)について求めた分散値Ｂをとったグラフであり、温度上昇状態において燃焼異常が発生したときの分散値Ｂの変化を示す。
そして、表４に、本事例において、上記各気筒２１〜２６毎に温度変化量Ｄ(i)を求めると共に全気筒２１〜２６における温度変化量Ｄ(i)の分散値Ｂを求めた結果の一部を示す。同表は、時間ｔの経過が５[秒]の時点から１１．５[秒]の時点までの各時点における各気筒２１〜２６の温度データＴ(i)、温度変化量Ｄ(i)及び分散値Ｂを示す。
【００８６】
【表４】
2005299449.tif 000013
【００８７】
また、本事例において、サンプリングタイムは０．５[秒]とし、上記分散値Ｂを求める演算間隔は５[秒]とし、また、異常検出設定範囲Ａは０〜３とした。同表において、時間ｔが１０[秒]の時点における分散値Ｂが３．９９であり、また、時間ｔが１０．５[秒]の時点における分散値Ｂが３．４０であり、これらが異常検出設定範囲Ａである０〜３を超えている。そして、これらの分散値Ｂのうち最大分散値Ｂｍａｘは、３．９９であり、本事例における異常検出時点は１０[秒]の時点と検出された。
【００８８】
そして、１０[秒]の時点において、全気筒２１〜２６のうち温度変化量Ｄ(i)が最も大きい最大変化気筒ｘ１は第３気筒２３であり、その温度変化量Ｄ(i)の値は６．４５であった。一方、全気筒２１〜２６のうち温度変化量Ｄ(i)が最も小さい最小変化気筒ｘ２は第４気筒２４であり、その温度変化量Ｄ(i)の値は０．１５であった。
そして、第３気筒２３を除いた残りの５気筒２１、２２、２４〜２６における温度変化量Ｄ(s)についての分散値Ｂ１を、最大除去判定データＢ１として求めたところ、Ｂ１＝３．３５であった。一方、第４気筒２４を除いた残りの５気筒２１〜２３、２５、２６における温度変化量Ｄ(t)についての分散値Ｂ２を、最小除去判定データＢ２として求めたところ、Ｂ２＝１．２４であった。
【００８９】
この結果より、最大除去判定データＢ１が最小除去判定データＢ２よりも大きいことがわかり、本事例では、最小変化気筒ｘ２である第４気筒２４において、温度低下異常が発生したことが検出できた。また、この温度低下異常は、第４気筒２４において失火が発生したことにより起こったものと判定することができた。
【００９０】
（温度低下状態の事例４）
また、図７は、横軸に時間ｔ[秒]をとり、縦軸に各気筒２１〜２６の排気ガスの温度及び全気筒２１〜２６における温度変化量Ｄ(i)について求めた分散値Ｂをとったグラフであり、温度低下状態において燃焼異常が発生したときの分散値Ｂの変化を示す。
そして、表５には、本事例において、上記各気筒２１〜２６毎に温度変化量Ｄ(i)を求めると共に全気筒２１〜２６における温度変化量Ｄ(i)の分散値Ｂを求めた結果の一部を示す。同表は、時間ｔの経過が４[秒]の時点から１１．５[秒]の時点までの各時点における各気筒２１〜２６の温度データＴ(i)、温度変化量Ｄ(i)及び分散値Ｂを示す。
【００９１】
【表５】
2005299449.tif 000014
【００９２】
また、本事例において、サンプリングタイムは０．５[秒]とし、上記分散値Ｂを求める演算間隔は５[秒]とし、また、異常検出設定範囲Ａは０〜３とした。同表において、時間ｔが５．５[秒]の時点を経過してから継続して、分散値Ｂが異常検出設定範囲Ａである０〜３を超えている。そして、異常検出設定範囲Ａを超えた分散値Ｂのうち最大分散値Ｂｍａｘは、３６．１８であり、本事例における異常検出時点は８．５[秒]の時点と検出された。
【００９３】
そして、８．５[秒]の時点において、全気筒２１〜２６のうち温度変化量Ｄ(i)が最も大きい最大変化気筒ｘ１は第１気筒２１であり、その温度変化量Ｄ(i)の値は３．７５であった。一方、全気筒２１〜２６のうち温度変化量Ｄ(i)が最も小さい最小変化気筒ｘ２は第６気筒２６であり、その温度変化量Ｄ(i)の値は−１４．１０であった。
そして、第１気筒２１を除いた残りの５気筒２２〜２６における温度変化量Ｄ(s)についての分散値Ｂ１を、最大除去判定データＢ１として求めたところ、Ｂ１＝２６．６８であった。一方、第６気筒２６を除いた残りの５気筒２１〜２５における温度変化量Ｄ(t)についての分散値Ｂ２を、最小除去判定データＢ２として求めたところ、Ｂ２＝２１．７５であった。
【００９４】
この結果より、最大除去判定データＢ１が最小除去判定データＢ２よりも大きいことがわかり、本事例では、最小変化気筒ｘ２である第６気筒２６において、温度低下異常が発生したことが検出できた。また、この温度低下異常は、第６気筒２６において失火が発生したことにより起こったものと判定することができた。
【００９５】
本例においては、上記のごとく、上記各気筒２１〜２６毎の排気ガスの温度の経時的変化を監視することによって、上記定置式レシプロエンジン２において燃焼異常が発生した気筒の検出を行った。すなわち、判定時点ｔａとしての現時点ｔａにおける温度データＴ(i)ａと、これよりも前の過去時点ｔｂにおける温度データＴ(i)ｂとの差分として求めた各気筒２１〜２６における温度変化量Ｄ(i)を利用して異常燃焼気筒の検出を行った。
【００９６】
そのため、上記過去時点ｔｂにおける各気筒２１〜２６の排気ガスの温度にばらつきが生じていても、このばらつきを生じた状態の過去時点ｔｂから上記判定時点ｔａに至るまでに変化した排気ガスの温度に基づいて、燃焼異常気筒の検出を行うことができる。そのため、この検出は、上記ばらつきによる影響を受けることがほとんどなく、燃焼異常気筒の検出精度を向上させることができる。
また、上記ばらつきによる影響を受けることがほとんどないため、上記所定の異常検出設定範囲Ａに不必要に余裕を持たせなくてもよく、燃焼異常気筒を早期に検出することができる。
【００９７】
さらに、本例においては、全気筒２１〜２６のうち温度変化量Ｄ(i)が最も大きい最大変化気筒ｘ１、又は全気筒２１〜２６のうち温度変化量Ｄ(i)が最も小さい最小変化気筒ｘ２を除いた残りの気筒における温度変化量Ｄ(s)又はＤ(t)についての分散値Ｂ１、Ｂ２を、それぞれ最大除去判定データＢ１又は最小除去判定データＢ２として求めた。そして、これらの大小を比較することにより、燃焼異常気筒において、温度が低下する燃焼異常が発生したのか、又は温度が上昇する燃焼異常が発生したのかをも判別することができる。
そのため、燃焼異常気筒において発生した燃焼異常の種類を特定することが容易になり、この燃焼異常気筒に対して容易に対処することができる。
【００９８】
それ故、本例の定置式レシプロエンジン２における燃焼異常気筒の検出方法によれば、精度よくかつ早期に燃焼異常気筒を検出することができると共に、この燃焼異常気筒において、温度が低下する燃焼異常が発生したか、又は温度が上昇する燃焼異常が発生したかをも判別し、当該燃焼異常気筒に対して容易に対処することができる。
【００９９】
（実施例２）
本例は、図８に示すごとく、複数の吸気マニホールド２８を有してなるＶ型タイプの定置式レシプロエンジン２について、各吸気マニホールド２８間に生じるおそれがある燃焼用混合気Ｇ１の状態の違いを考慮して、上記燃焼異常の検出精度を一層向上させる例である。
Ｖ型タイプの定置式レシプロエンジン２は、クランク軸（図示略）を中心にしてＶ字状に配設した一対の気筒２０１〜２１２を複数配列してなるものである。そして、本例の各気筒２０１〜２１２は、所定の気筒数毎に各吸気マニホールド２８に接続されている。
【０１００】
図８に示すごとく、本例の吸気マニホールド２８は２つあり、Ｖ字状の右側に位置する右側吸気マニホールド２８Ｒと左側に位置する左側吸気マニホールド２８Ｌとがある。そして、複数に配列されたＶ字を形成する一対の気筒２０１〜２１２のうち、定置式レシプロエンジン２の右側に位置するものを右側吸気マニホールド２８Ｒに接続し、左側に位置するものを左側吸気マニホールド２８Ｌに接続している。
【０１０１】
具体的には、本例の定置式レシプロエンジン２は、ガスエンジンであると共に１２気筒のＶ型エンジンであり、右側吸気マニホールド２８ＲにはＶ字状の右側に位置する第１〜第６気筒２０１〜２０６を接続し、左側吸気マニホールド２８Ｌには、Ｖ字状の左側に位置する第７〜第１２気筒２０７〜２１２を接続している。そして、右側吸気マニホールド２８Ｒに接続された第１〜第６気筒２０１〜２０６は、右側気筒組（Ｒバンク）を構成し、左側吸気マニホールド２８Ｌに接続された第７〜第１２気筒２０７〜２１２は、左側気筒組（Ｌバンク）を構成する。
【０１０２】
また、各吸気マニホールド２８Ｒ、Ｌには、空気と燃料との燃焼用混合気Ｇ１を圧縮して多くの燃焼用混合気Ｇ１を各気筒２０１〜２１２に供給するための過給機２８１が接続されている。なお、定置式レシプロエンジン２をディーゼルエンジンとしたときには、過給機２８１は空気を圧縮することになる。
また、各気筒２０１〜２１２の排気口にはそれぞれ温度センサ２７が設けてあり、各気筒２０１〜２１２の排気口は、排気マニホールド２９にそれぞれ接続されている。
【０１０３】
本例においては、判定を行う判定時点ｔａにおける全気筒２０１〜２１２の温度変化量Ｄ(i)の分散値Ｂが、上記所定の異常検出設定範囲Ａを超え、かつ、判定を行う判定時点ｔａにおけるいずれかの気筒組内の全気筒２０１〜２０６又は２０７〜２１２の温度変化量Ｄ(i)の気筒組分散値Ｂｚもまた上記異常検出設定範囲Ａを超えたときに、当該判定時点ｔａを異常検出時点とすると共に、気筒組分散値Ｂｚが異常検出設定範囲Ａを超えた気筒組を異常気筒組とする。
そして、上記最大除去判定データＢ１及び最小除去判定データＢ２は、上記異常検出時点において、上記異常気筒組内の全気筒２０１〜２０６又は２０７〜２１２を用いて算出し、上記燃焼異常気筒の検出も異常気筒組内の全気筒２０１〜２０６又は２０７〜２１２の中から行う。
【０１０４】
なお、気筒組分散値Ｂｚは、上述した実施例１の数１又は数３、４と同様の数式を用い、右側気筒組の気筒２０１〜２０６についての気筒組分散値Ｂｚと、左側気筒組の気筒２０７〜２１２についての気筒組分散値Ｂｚとして求めることができる。また、気筒組分散値Ｂｚを用いる代わりに気筒組標準偏差Ｆｚを用いても勿論よい。気筒組標準偏差Ｆｚについても、上述した実施例１の数２又は数５と同様の数式を用い、右側及び左側の各気筒組毎に求めることができる。
また、最大除去判定データＢ１及び最小除去判定データＢ２は、異常気筒組内の全気筒２０１〜２０６又は２０７〜２１２について、上述した実施例１の数６におけるＢ１、Ｂ２を用いて求めることができる。
【０１０５】
Ｖ型タイプのの定置式レシプロエンジン２の燃焼運転の際には、上記各吸気マニホールド２８Ｒ、Ｌに接続された各過給機２８１の個体差等によって、各吸気マニホールド２８Ｒ、Ｌ間において、これらを流れる燃焼用混合気Ｇ１の状態に違いが生じることがある。この違いが生じた際には、右側気筒組における気筒２０１〜２０６から排出される排気ガスＧ２の温度と、左側気筒組における気筒２０７〜２１２から排出される排気ガスＧ２の温度とに違いが生じることがある。
【０１０６】
そして、この場合には、いずれかの気筒２０１〜２１２に燃焼異常が発生していないにも拘わらず、上記判定時点ｔａにおける全気筒２０１〜２１２の温度変化量Ｄ(i)の分散値Ｂが、上記異常検出設定範囲Ａを超えてしまうおそれがある。
そこで、本例では、上記判定時点ｔａにおけるいずれかの気筒組内の全気筒２０１〜２０６又は２０７〜２１２の温度変化量Ｄ(i)の気筒組分散値Ｂｚもまた異常検出設定範囲Ａを超えたときに、はじめて上記燃焼異常気筒の検出を行い、この燃焼異常気筒における燃焼異常が温度低下異常であるか又は温度上昇異常であるかの判別を行うことができる。
【０１０７】
そのため、上記各吸気マニホールド２８Ｒ、Ｌ間における燃焼用混合気Ｇ１の状態に違いが生じた場合でも、これを受けて燃焼異常気筒の誤判定をしてしまうことを防止することができる。そのため、定置式レシプロエンジン２における燃焼異常気筒の検出精度を一層向上させることができる。
その他は、本例においても、上記実施例１と同様であり、実施例１と同様の作用効果を得ることができる。
【０１０８】
なお、本例の燃焼異常気筒の検出方法において、上記全気筒２０１〜２１２の温度変化量Ｄ(i)の分散値Ｂが、上記異常検出設定範囲Ａを超えているか否かは監視せず、上記いずれかの気筒組内の全気筒２０１〜２０６又は２０７〜２１２の温度変化量Ｄ(i)の気筒組分散値Ｂｚが異常検出設定範囲Ａを超えているか否かを監視するだけによっても、定置式レシプロエンジン２における燃焼異常気筒の検出を行うことができる。この場合においても、上記と同様の作用効果を得ることができる。
【０１０９】
（実施例３）
本例の燃焼異常気筒の検出方法は、定置式レシプロエンジン２における燃焼異常が認知されたときに、上記各気筒２１〜２６から排気される排気ガスの温度を測定し、燃焼異常が発生した気筒を検出する方法である。
すなわち、本例においては、エンジンのクランク軸における角速度変動、排気圧力の脈動、軸出力の変動、排気ガス触媒の温度上昇等を利用して、定置式レシプロエンジン２において燃焼異常が発生したことを検出することができる。
【０１１０】
そして、本例においても、温度センサ２７により各気筒２１〜２６から排気される排気ガスの温度をそれぞれ逐次測定し、この測定を行った各気筒２１〜２６毎の排気ガスの温度を各気筒２１〜２６毎に温度データＴ(i)（i=1〜6）として制御手段５内に保存する。
次いで、定置式レシプロエンジン１における燃焼異常の発生が検出されたときには、この燃焼異常の発生時点を異常検出時点とすると共に異常検出時点よりも前のいずれかの時点を過去時点ｔｂとする。そして、各気筒２１〜２６について、上記異常検出時点（判定時点ｔａ）における上記温度データＴ(i)ａと過去時点ｔｂにおける温度データＴ(i)ｂとの差分である温度変化量Ｄ(i)をそれぞれ求める。
【０１１１】
その後は、上記実施例１と同様に、各気筒２１〜２６における温度変化量Ｄ(i)、最大除去判定データＢ１及び最小除去判定データＢ２を求め、上記燃焼異常気筒の検出、及びこの燃焼異常気筒における燃焼異常が温度低下異常であるか又は温度上昇異常であるかの判別を行うことができる。
このように、上記燃焼異常気筒の温度低下異常又は温度上昇異常を区別した検出は、従来から用いられる各種の異常検出方法（ロジック）に付加して行うこともできる。
【０１１２】
その他は、本例においても、上記実施例１と同様であり、実施例１と同様の作用効果を得ることができる。
また、本例の燃焼異常気筒の検出方法は、上記実施例２と同様にＶ型タイプの定置式レシプロエンジン２に使用することもできる。
【０１１３】
（実施例４）
本例は、上記定置式レシプロエンジン１において燃焼異常が検出された後に、さらに燃焼異常気筒の検出を継続する際に、上記燃焼異常気筒の検出方法が誤判定を行ってしまうことを防止する例である。
すなわち、定置式レシプロエンジン１において燃焼異常が検出された後に、さらに燃焼異常気筒の検出を継続する際には、燃焼異常状態にある最小変化気筒ｘ２又は最大変化気筒ｘ１が正常状態に復帰することがある。
【０１１４】
このとき、正常状態に復帰する最小変化気筒ｘ２又は最大変化気筒ｘ１における温度変化量Ｄ(i)は、残りの気筒における温度変化量Ｄ(s)又はＤ(t)に比べて大きく異なり、上記全気筒における温度変化量Ｄ(i)について求めた分散値Ｂが所定の異常検出設定範囲Ａを超えてしまうことがある。そして、この場合には、上記燃焼異常気筒の検出方法は誤判定を行ってしまうおそれがある。
【０１１５】
そこで、本例においては、定置式レシプロエンジン１における燃焼異常が検出された後に、この燃焼異常が検出された異常検出時点における温度変化量Ｄ(i)を求める際に用いた過去時点ｔｂにおける温度データＴ(i)ｂを、各気筒２１〜２６毎に固定温度データＸ(i)として制御手段５に記憶する。
これにより、異常検出時点以降の所定時間内において、燃焼異常気筒を検出する際に用いる過去時点ｔｂにおける温度データＴ(i)ｂを、上記固定温度データＸ(i)として、異常検出時点における温度変化量Ｄ(i)を求める際に用いた過去時点ｔｂにおける温度データＴ(i)ｂに固定する。
【０１１６】
次いで、異常検出時点以降の所定時間内において、上記温度センサ２７による測定及び上記各気筒２１〜２６毎における温度データＴ(i)の保存を継続し、温度センサ２７により測定を行った各時点を判定時点ｔａとする。
そして、各気筒２１〜２６について、各判定時点ｔａにおける温度データＴ(i)ａと固定温度データＸ(i)との差分である過去固定温度変化量Ｄ’(i)をそれぞれ求める。これにより、異常検出時点以降の所定時間内において、燃焼異常気筒を検出する際に用いる各気筒２１〜２６についての温度変化量Ｄ(i)を過去固定温度変化量Ｄ’(i)とする。
【０１１７】
そして、全気筒２１〜２６における過去固定温度変化量Ｄ’(i)について求めた分散値Ｂが、異常検出時点以降の所定時間内における各判定時点ｔａのうち最大になった判定時点ｔａを気筒判別開始時点とする。
次いで、この気筒判別開始時点において、上記全気筒２１〜２６のうち過去固定温度変化量Ｄ’(i)が最も大きい気筒を最大変化修正気筒ｘ１’として、この最大変化修正気筒ｘ１’を除いた残りの気筒における過去固定温度変化量Ｄ’(i)について修正分散値Ｂ１’を求め、これを最大除去修正判定データＢ１’とする。
一方、上記全気筒２１〜２６のうち過去固定温度変化量Ｄ’(i)が最も小さい気筒を最小変化修正気筒ｘ２’として、この最小変化修正気筒ｘ２’を除いた残りの気筒における過去固定温度変化量Ｄ’(i)について修正分散値Ｂ２’を求め、これを最小除去修正判定データＢ２’とする。
【０１１８】
そして、最大除去修正判定データＢ１’が最小除去修正判定データＢ２’よりも大きい場合には、最小変化修正気筒ｘ２’において温度が低下する燃焼異常が発生したことを検出する。
一方、最大除去修正判定データＢ１’が最小除去修正判定データＢ２’よりも小さい場合には、最大変化修正気筒ｘ１’において温度が上昇する燃焼異常が発生したことを検出する。
【０１１９】
このように、本例においては、上記各気筒２１〜２６についての温度変化量Ｄ(i)に代えて、上記各気筒２１〜２６についての過去固定温度変化量Ｄ’(i)を用いて、温度低下異常を発生させている気筒又は温度上昇異常を発生させている気筒の検出を行う。そのため、燃焼異常状態から正常状態に復帰するいずれかの気筒によって、燃焼異常気筒の誤判定が行われてしまうことを防止することができる。
【０１２０】
また、本例で用いる異常検出設定範囲Ａは、実施例１で用いた異常検出設定範囲Ａの範囲と同じであってもよく、実施例１で用いた異常検出設定範囲Ａよりも上限値を大きくすることができる。例えば、本例で用いる異常検出設定範囲Ａは、０〜４とすることができ、全気筒における過去固定温度変化量Ｄ’(i)について求めた分散値Ｂが４を超えたときに、燃焼異常気筒の検出を行うことができる。
また、上記異常検出時点以降の所定時間内は、定置式レシプロエンジン２における燃焼状態を実験により確認しながら決定することができるが、例えば、いずれかの気筒２１〜２６において温度低下異常又は温度上昇異常の発生が検出された後、修正分散値Ｂ’が異常検出設定範囲Ａ内に復帰するまでの時間に、判定時点ｔａと過去時点ｔｂとの時間間隔（ｔａ−ｔｂ）の１〜１０倍の時間を加えた時間内とすることができる。
【０１２１】
図９、図１０のフローチャートには、本例の燃焼異常気筒の検出方法を詳細に示した。
図９において、Ｓ１０１’〜Ｓ１１０’は、実施例１における図１のＳ１０１〜Ｓ１１０に対応しており、図１０において、Ｓ２０１’〜Ｓ２０４’は、実施例１における図２のＳ２０１〜Ｓ２０４に対応している。
【０１２２】
本例において、実施例１と大きく異なる点は、図９のＳ１００’において、異常検出時点における温度変化量Ｄ(i)を求める際に用いた過去時点ｔｂにおける温度データＴ(i)ｂを、各気筒２１〜２６毎に固定温度データＸ(i)として記憶し、燃焼異常気筒を検出する際に用いる過去時点ｔｂにおける温度データＴ(i)ｂを、固定温度データＸ(i)として固定する点である。また、実施例１と異なる点は、温度変化量Ｄ(i)を過去固定温度変化量Ｄ’(i)にし、分散値Ｂを修正分散値Ｂ’にし、最大除去判定データＢ１を最大除去修正判定データＢ１’にし、最小除去判定データＢ２を最小除去修正判定データＢ２’にして、燃焼異常気筒の検出を行う点である。そして、それ以外は、本例においても、実施例１における図１、図２のフローチャートと同様に各ステップを行うことができる。
【０１２３】
（確認試験）
本例においても、燃焼異常気筒の検出方法における優れた作用効果を確認するための確認試験を行った。この確認試験においては、上記定置式レシプロエンジン１において燃焼異常が検出された後に、燃焼異常を発生させている燃焼異常気筒が再び正常状態に戻るときに、実施例１の燃焼異常気筒の検出方法では誤判定がなされてしまうところを解消した事例５について説明する。
【０１２４】
（誤判定が解消された事例５）
表６に、本事例において、上記各気筒２１〜２６毎に温度変化量Ｄ(i)を求めると共に、全気筒２１〜２６における温度変化量Ｄ(i)の分散値Ｂを求め、かつ、最大除去判定データＢ１及び最小除去判定データＢ２についても求めた結果の一例を示す。また、表６には、本事例において、各気筒２１〜２６毎に過去固定温度変化量Ｄ’(i)を求めると共に、全気筒２１〜２６における過去固定温度変化量Ｄ’(i)の修正分散値Ｂ’を求め、かつ、最大除去修正判定データＢ１’及び最大除去修正判定データＢ２’
についても求めた結果の一例も示す。
【０１２５】
【表６】
2005299449.tif 000015
【０１２６】
同表は、上段に、時間ｔの経過が５[秒]の時点から１９[秒]の時点までの各時点における各気筒２１〜２６の温度データＴ(i)、温度変化量Ｄ(i)、分散値Ｂ、最大除去判定データＢ１及び最小除去判定データＢ２を示し、下段に、時間ｔの経過が１０[秒]の時点から１９[秒]の時点までの各時点における各気筒２１〜２６の過去固定温度変化量Ｄ’(i)、修正分散値Ｂ’、最大除去修正判定データＢ１’及び最小除去修正判定データＢ２’を示す。
また、本事例において、サンプリングタイムは０．５[秒]とし、上記分散値Ｂを求める演算間隔は５[秒]とし、また、異常検出設定範囲Ａは０〜４とした。
【０１２７】
同表において、時間ｔが１０〜１２[秒]の時点における分散値Ｂが４を超えており、その中でも１０[秒]の時点における分散値Ｂが最も大きく（Ｂ＝８．２０）、異常検出時点は１０[秒]の時点と検出された。
そして、１０[秒]の時点において、全気筒２１〜２６のうち温度変化量Ｄ(i)が最も大きい最大変化気筒ｘ１は第１気筒２１及び第３気筒２３であり、その温度変化量Ｄ(i)の値は０．５であった。一方、全気筒２１〜２６のうち温度変化量Ｄ(i)が最も小さい最小変化気筒ｘ２は第６気筒２６であり、その温度変化量Ｄ(i)の値は−６．５であった。
【０１２８】
そして、第１気筒２１を除いた残りの５気筒２２〜２６における温度変化量Ｄ(s)についての分散値Ｂ１を、最大除去判定データＢ１として求めたところ、Ｂ１＝５．１６であった。一方、第６気筒２６を除いた残りの５気筒２１〜２５における温度変化量Ｄ(t)についての分散値Ｂ２を、最小除去判定データＢ２として求めたところ、Ｂ２＝８．２４であった。この結果より、最大除去判定データＢ１が最小除去判定データＢ２よりも大きいことがわかり、本事例では、最小変化気筒ｘ２である第６気筒２６において、失火が発生したことにより温度低下異常が発生したことが検出できた。
【０１２９】
ところで、上記温度低下異常が検出された後に、時間ｔが１５〜１９[秒]の時点における分散値Ｂが再び４を超えており、その中でも１７[秒]の時点における分散値Ｂが最も大きく（Ｂ＝８．６２）、この１７[秒]の時点において再び燃焼異常が発生したかのように思われる。
すなわち、１７[秒]の時点においては、第６気筒２６における温度変化量Ｄ(i)が最も大きく（Ｄ(i)＝６．５）、最大変化気筒ｘ１とされ、最大除去判定データＢ１（Ｂ１＝８．７４）が最小除去判定データＢ２（Ｂ２＝３．３）よりも大きく、最大変化気筒ｘ１である第６気筒２６において、燃焼ガスの吹き抜けにより温度上昇異常が発生したかのように思われる。
【０１３０】
しかしながら、この温度上昇異常が発生したかに思われる状態は、実際には、第６気筒２６が燃焼異常状態から正常状態に復帰するときに、上記分散値Ｂが大きくなることにより検出されたものである。そこで、表６の下段に示されるように、修正分散値Ｂ’、最大除去修正判定データＢ１’及び最小除去修正判定データＢ２’を用いて燃焼異常気筒の検出を行った場合には、上記温度上昇異常の検出は行われなかった。
【０１３１】
また、時間ｔが１２[秒]の時点においては、Ｂ２’（Ｂ２’＝１１．９４）がＢ１’（Ｂ１’＝４．７４）よりも大きく、第６気筒２６において、温度低下異常が発生したことが正常に検出できた。この結果より、本例の燃焼異常気筒の検出方法によれば、燃焼異常気筒の誤判定を防止することができることがわかった。
【０１３２】
その他は、本例においても、上記実施例１と同様であり、実施例１と同様の作用効果を得ることができる。また、本例の燃焼異常気筒の検出方法は、上記実施例２と同様にＶ型タイプの定置式レシプロエンジン２に使用することもできる。
【図面の簡単な説明】
【０１３３】
【図１】実施例１における、定置式レシプロエンジンにおける燃焼異常気筒の検出方法を示すフローチャートで、メインルーチンを示すフローチャート。
【図２】実施例１における、定置式レシプロエンジンにおける燃焼異常気筒の検出方法を示すフローチャートで、温度測定演算ルーチンを示すフローチャート。
【図３】実施例１における、定置式レシプロエンジンの燃焼異常検出方法を利用するコージェネレーションシステムを示す説明図。
【図４】実施例１における、横軸に時間ｔをとると共に縦軸に各気筒における温度データＤ(i)及び分散値Ｂをとり、定常状態の事例１を示すグラフ。
【図５】実施例１における、横軸に時間ｔをとると共に縦軸に各気筒における温度データＤ(i)及び分散値Ｂをとり、定常状態の事例２を示すグラフ。
【図６】実施例１における、横軸に時間ｔをとると共に縦軸に各気筒における温度データＤ(i)及び分散値Ｂをとり、温度上昇状態の事例３を示すグラフ。
【図７】実施例１における、横軸に時間ｔをとると共に縦軸に各気筒における温度データＤ(i)及び分散値Ｂをとり、温度低下状態の事例４を示すグラフ。
【図８】実施例２における、吸気マニホールドを複数有するＶ型タイプの定置式レシプロエンジンを示す説明図。
【図９】実施例４における、定置式レシプロエンジンにおける燃焼異常気筒の検出方法を示すフローチャートで、メインルーチンを示すフローチャート。
【図１０】実施例４における、定置式レシプロエンジンにおける燃焼異常気筒の検出方法を示すフローチャートで、温度測定修正演算ルーチンを示すフローチャート。
【符号の説明】
【０１３４】
１  コージェネレーションシステム
２  定置式レシプロエンジン
２１〜２６  各気筒
２７  温度センサ
２８  吸気マニホールド
３  発電機
ｔａ  判定時点（現時点）
ｔｂ  過去時点
Ｔ(i)  温度データ
Ｔ(i)ａ  判定時点における温度データ
Ｔ(i)ｂ  過去時点における温度データ
Ｄ(i)  温度変化量Ｄ(i)
Ｂ  分散値
Ｆ  標準偏差
Ａ  異常検出設定範囲
ｘ１  最大変化気筒
ｘ２  最小変化気筒
Ｂ１  最大除去判定データ
Ｂ２  最小除去判定データ
Ｂｍａｘ  最大分散値
Ｘ(i)  固定温度データ
Ｄ’(i)  過去固定温度変化量
Ｂ’  修正分散値
ｘ１’  最大変化修正気筒
ｘ２’  最小変化修正気筒
Ｂ１’  最大除去修正判定データ
Ｂ２’  最小除去修正判定データ
【図１】
2005299449.tif 000016
【図２】
2005299449.tif 000017
【図３】
2005299449.tif 000018
【図４】
2005299449.tif 000019
【図５】
2005299449.tif 000020
【図６】
2005299449.tif 000021
【図７】
2005299449.tif 000022
【図８】
2005299449.tif 000023
【図９】
2005299449.tif 000024
【図１０】
2005299449.tif 000025